ASTM-A380-2006-不锈钢零件、设备和系统的清洗和除垢(中文)

标准号：ASTMA380—06不锈钢零件,设备和系统的清洗、除锈和钝化的标准规程1本标准已经由国防部的相关机构批准使用（具体的数字及配方等关键信息请参看原文，译者辽阳石化机械厂陈工，[e-mail]，2010.5.31）1范围*1.1本规程包括新制造不锈钢零件、组件、设备及已安装系统的清洗、除锈和钝化的推荐方法和防护措施。这些推荐方法是以指导规程形式出现的，是一种公认的特殊处理方法，可以用作去除会影响某些不锈钢的正常耐腐蚀能力、或者导致其后期污染、或者引起产品污染的表面污物。对于本规程不包括的某些例外的应用和附加要求，应在制造厂和买方的协议中加以规定。虽然他们主要应用于奥氏体、铁素体以及马氏体不锈钢，但如果对产品的腐蚀和可能的金相组织影响给予充分的考虑，本规程也可以应用于其他金属的清洗。1.1.1术语钝化一般指与不锈钢有关的各种操作或工艺。为了避免在规定要求时产生歧义，买方必须准确定义钝化的特指含义。普遍使用的和术语钝化有关的各种含义包括以下几种：1.1.1.1钝化是指不锈钢暴露在空气或含氧环境中自然形成一层无活性化学表面的过程。曾一度认为氧化处理对于形成钝化膜是必不可少的，但现在人们普遍接受，如果对表面进行了彻底的清洗或除锈，钝化膜会在含氧环境中自然形成。1本规程受ASTM钢、不锈钢及有关合金委员会A01的管辖，并由腐蚀试验分委会A01.14负责。现行版本于2006年5月1日批准，2006年5月出版。最初版于1954年批准。最近的上一版本于2005年批准为A380-99（2005）1.1.1.2钝化就是通过化学溶解的方法从不锈钢表面去除外来铁或铁化合物，最典型的是用酸溶液去除不锈钢表面污染但对不锈钢本身无明显的影响。该工艺在6.2.11中有综合概述，并在6.4中有更详细的定义以及可以进一步参照附录A2中的要求，同时可以参看表格中的第II部分钢的酸洗。除非另有说明,该定义应视为钝化的规定要求的含义。1.1.1.3钝化是通过温和的氧化剂，例如硝酸溶液，对不锈钢进行的化学处理，目的是促进保护性钝化膜的自然形成。该化学处理通常不是钝化膜的形成所必需的。1.1.1.4虽然除锈是钝化处理前必不可少的工艺,但钝化不是指第5章提到的除锈的单独工艺。1.2本规程既不包括在役设备或系统的除污或清洗，也不包括轧制中材料的除锈和清洗。但另一方面，规程中的某些内容可以适用于这些用途。由于本规程提供与酸或其它清洗和除锈剂的使用有关的推荐方法和信息，所以不能包含特定型号的设备或装置的详细清洗规程。因此在选择和采用本规程时必须做出仔细的规划和判断。1.3当游离铁、氧化皮、铁锈、油脂、油垢、含碳物质及其它残留的化学膜、泥土、粉尘、金属屑、灰尘或其它不易挥发的沉积物会严重影响金相组织、清洁状态或表面稳定性、零件及部件或系统的机械性能，或污染工艺流体时，可以使用本规程。表面所要A380-062求的清洁程度取决于具体的应用。在某些情况,只需要脱脂或去除严重污物。而其它情况，如食品加工、制药、航空航天及某些原子能应用,需要极高标准的清洁，包括去除所有可检测的残留化学膜和普通检验方法无法看到的污染物。注1——术语“铁”，此后特指表面污染，系指游离铁。1.4表面无游离铁、金属沉积、以及其它污染的实现取决于合理的设计、制造方法、清洁和除锈、以及防止清洁表面再次污染的防护措施的组合。用来确定表面清洁度的有实际意义的测试很少，并且这些测试经常很难实施和进行客观的评价。目视检验只适用于一些比较严重的污染、氧化皮、铁锈和微粒,但是不能检测到薄的油膜和残留化学膜的存在。另外，由于产品的结构原因，目视检验内表面常常是不可能的。本规程叙述了游离铁、透明化学和油性沉积物的检测方法。1.5本规程给出了不锈钢零件的清洗、除锈和钝化的定义和介绍好的规程，但未给出用以证明钝化工艺成功的有合格标准的试验方法。对于此类试验方法，应适当规定标准规范A967中所列出的其中一种。1.6本标准没有说明使用标准有关的所有安全问题。在使用之前制定适当的安全卫生规程和确定这种管理权限的使用范围，是本规程使用者的责任。(更具体的安全防护措施见7.2.5.3、7.3.4、第8章、A1.7以及A2.11)2引用文件2.1ASTM标准：2A967不锈钢零件化学钝化处理的标准规范F21用喷雾器试验作疏水表面薄膜的试验方法F22用水膜破裂试验作疏水表面薄膜的试验方法2.2联邦标准：3E209E洁净室和工作站要求的可控环境3设计3.1在设计需要清洗的零件、设备及系统时应充分考虑尽量减少缝隙、气室、盲孔、不易排空的腔室、以及其它污垢、清洗溶液或其他污物可能滞留或截荐的地方，并且为清洗溶液的流动和清除提供方便。对于不能移动清洗或者不能浸入清洗溶液中清洗的设备和系统,建议引一斜面排水；在产品或系统的高点提供排气孔，在低点提供排水孔；移除或隔离容易被清洗溶液或逸出气体损害的零件；提供临时加液管线与循环管线的连接方法；并且提供清洗表面的检验方法。3.2在复杂管道系统中有可能很难判定清洗操作的有效性。一种可以检验的设计方法是在最不容易清洗的地方提供短的法兰接管；清洗完成后，可以移开接管进行检验。4预清洗4.1预清洗就是在制造过程或最终清洗前去除油脂、油污、油漆、泥土、砂粒以及其它严重污染。预清洗并不像随后的清洗操作那么严格，一般也不那么彻底。材料都必须在热成型、退火以及其它高温操作前,在任何除锈处理前,在零件需要浸入溶液进行最终清洗或者当清洗溶液需要重复使用时，材料应进行预清洗。产品需经多次拉伸或一系列高温成型操作，其间需要退火处理的零件,在每个加工程序后，在退火前都要进行清洗。预清洗可以通过蒸汽脱脂、浸泡、喷淋、或用碱性或乳状洗涤剂刷洗、压力蒸汽或高压水喷射清洗(见6.2)。———————————2对于引用的ASTM标准，请访问ASTM网站，。对于ASTM标准年鉴卷宗信息，参考ASTM网站上的标准文件一览表。3标准化文件订购服务台，宾夕法尼亚州，费城，罗宾期大道700号，4栋D座，19111-5094，收件人：NPODSA380-0635除锈5.1常规除锈——除锈就是去除那些因热成型、热处理、焊接以及其它高温操作而产生的紧密粘附的厚氧化膜。因轧制产品通常以去除氧化皮状态供货，在设备制造或系统安装(见6.3)的过程中除锈（去除焊接产生的局部氧化皮除外）并不是必需的。如有必要,氧化皮可以通过下面列出的化学方法之一去除，或机械方法（例如:研磨、喷砂、砂纸打磨、磨削、电刷），或者化学和机械方法相结合。5.2化学除锈(酸洗)——化学除锈剂包括硫酸、硝酸和氢氟酸水溶液,详见附录A1,表A1.1，熔融碱和盐浴,以及各种专用配方。5.2.1酸洗——硝酸-氢氟酸混合溶液是不锈钢制造厂最广泛使用的，可同时去除金属污染及焊接和热处理氧化皮。使用时应谨慎控制，不推荐用于敏化奥氏体不锈钢或硬化马氏体不锈钢零件的除锈，或者可能与碳钢零件、组件、设备或系统接触的地方。参见A1.3。单一的硝酸溶液去除厚的氧化皮通常无效。5.2.2欲除锈的表面通常在化学处理前要预清洗。当产品的尺寸和形状允许时，建议全部浸入酸洗溶液中。当完全浸入不切实际时，除锈可以用下面方法进行：（1）用刷拭或喷淋方法浸湿表面；（2）用酸洗溶液部分充满产品，经转动或摇动使所有表面都得到要求的化学处理。表面应保持与搅动的溶液接触大约15至30分钟，或直到检验表明已经完全去除氧化皮。没有搅动，可能需要增加曝露在酸洗溶液中的时间。如果摇动或搅动是不切实际的，酸洗溶液可以循环流经产品或系统，直到检验表明已经完全去除氧化皮。5.2.3过渡酸洗必须避免。能否用酸洗均匀去除氧化皮取决于所用的酸、酸浓度、溶液温度和接触时间（见附录A1）。连续曝露在酸洗溶液中超过30分钟是不推荐的。30分钟后，产品应排空并冲洗，检验处理的效果。可能需要额外的处理时间。大多数酸洗溶液会松动焊接和热处理氧化皮，但不能完全去除氧化皮。用不锈钢刷或毛刷不断的断断续续地刷洗，接合酸洗或最初的冲洗，有助于去除氧化皮和化学反应的产物（即酸洗垢）。5.2.4化学除锈后，表面必须彻底冲洗，去除残留的化学剂；最终冲洗前有时必须经中和阶段。为尽可能减少污染，在相继的两个阶段酸洗除锈和冲洗过程之间不允许干燥，并继最终水冲洗后马上进行彻底干燥。化学除锈方法，选择的因素，使用中的防护措施详见《金属手册》4。当必须进行化学除锈时，应在零件处于其尽可能最简单的几何形状时，在后续制造或安装阶段产生内部缝隙或不能完全排空空间前进行，这些缝隙或空间可能截留除锈剂、污泥、粉沫或受污染的冲洗水，可能导致产品在投用后的最终腐蚀或对产品产生负作用。5.3机械除锈——机械除锈方法包括喷砂、电刷、砂纸打磨、磨削和铲削。这些方法的工艺要求和防护措施见《金属手册》4。机械除锈方法的优点是不会产生晶间腐蚀、点蚀、氢脆、裂纹或污垢沉积。对于某些材料，特别是处于敏化状态的奥氏体不锈钢和处于硬化状态的马氏体不锈钢，机械除锈是唯一适合的方法。磨削通常是去除象焊接产生的局部氧化皮的最有效方法。机械除锈方法的缺点是与化学除锈相比成本高，表面缺陷（例如，折皱、麻坑、毛刺）可能模糊不清，使其难以检测。5.3.1要除锈的表面可能不得不进行预清洗。当对薄壁零件、抛光表面和接近公差的零件进行除锈时，必须特别小心，避免被机械方法损害。机械除锈后，表面应用热水和毛刷刷洗干净，接着用清洁的热水冲洗。5.3.2砂轮和砂纸打磨材料不应含有铁、氧化铁、锌或其它可能引起金属表面污染的有害材料。在其它材料上用过的砂轮、砂纸打磨材料及钢丝刷不应用于不锈钢。钢丝刷应用不锈钢制造，与将要加工的材料有相同的耐腐蚀性能。———————————4对“表面清洗、抛光和涂层”，金属手册，美国金属协会，第9版，第5卷，1982。A380-0645.3.3喷砂推荐使用清洁、未曾用过的磨料，例如玻璃珠或无铁硅砂或氧化铝砂。因为金属微粒可能嵌入表面，不推荐使用金属丸或颗粒。使用不锈钢丸或颗粒降低生锈和铁污染的风险，但不能完全排除氧化铁的嵌入残留。5.3.4如果要求完全没有铁和氧化皮，最好在喷砂后接着做短时间的酸浸（见附录A2）。6清洗6.1常规清洗——清洗包括去除金属表面污染，保证（1）金属的最大耐腐蚀性能、（2）防止产品污染和（3）获得理想的外观的所有操作。清洁也易造成腐蚀。要获得和保持清洁表面，谨慎计划十分必要，特别是要求较高的洁净度时。清洗工艺的选择主要受要去除的污染类型、要求的洁净度和成本影响。如果谨慎控制制造工艺、后续的清洗和制造操作，以及采取防止清洁表面二次污染的措施，完工产品或系统可能只需要很少的特别清洗就能获得理想的清洁水平。如果对清洁剂或工艺的有效性，或者对某些清洁剂或工艺对材料的负作用有疑问，可能需要试操作、使用试样和敏感性检验技术。说明、工艺和清洗时应遵守的防护措施见《金属手册》4。专用清洗剂可能含有有害成分，例如氯化物或硫化物，对零件、设备或使用条件下的系统性能可能有负作用。有理由怀疑时，建议咨询清洗剂制造厂。注2——例如，如果在开车前经历含氯洗涤剂的蒸煮，不锈钢会产生应力腐蚀。6.2清洗方法——脱脂和常规清洗可以用碱液、乳液、溶剂或洗涤剂或它们的组合进行浸泡、洗刷或喷淋；蒸气脱脂；各种清洗剂超声清洗；无清洗剂压力蒸汽；或高压水喷射等来完成。在部件或系统的制造或安装期间的任何特定的时刻可以获得的清洗方法是产品的几何复杂程度、污染呈现的类型、洁净度要求以及成本的函数。去除沉积的污染（与氧化皮相对而言）的最常用的方法简述如下，并在《金属手册》4和美国钢铁结构油漆协会的《钢结构油漆手册》5中有更详细的介绍（包括选择和使用应该考虑的因素）。使用这些方法时必须遵守8.6的安全防护措施。当清洗密闭系统、有缝隙或内部空隙的产品时必须特别小心，防止清洗剂的潴留和残留。6.2.1碱清洗用于去除金属上的油污、半固体和固体污染。在很大程度上，使用的溶液的作用和效果取决于它们的洗涤质量。溶液的搅动和温度很重要。6.2.2乳液清洗是使用借助肥皂或其它乳化剂（乳化剂是增加一种液